Питання для самоконтролю та розвитку мислення:
Охарактеризуйте призначення та функції механічних тканин.
Назвіть характерні ознаки клітин механічної тканини.
Дайте класифікацію механічних тканин.
Опишіть анатомічну будову клітин луб’яних і деревних волокон (лібриформу).
Чим відрізняють первинні та вторинні луб’яні волокна? Для яких рослин вони характерні?
Дайте характеристику склереїдам, як особливому виду механічної тканини.
Охарактеризуйте коленхіму – кутову, пластинчасту, пухку.
Назвіть характерні ознаки клітин основної паренхіми.
Які види основної тканини Ви знаєте? Якими ознаками характерний кожен із них?
Матеріали та обладнання:
1. Механічні тканини – коленхіма, склеренхіма, склереїди; основна паренхіма – хлоренхіма, аеренхіма, запасаюча паренхіма – таблиці.
2. Мікроскопи, лупи, препарувальні голки, скальпелі, предметні та накривні скельця.
3. Роздатковий матеріал: фіксовані черешки листків буряка, стебла соняшника і кукурудзи, свіжі стебла герані, плоди груші.
4. Реактиви: флороглюцин і соляна кислота.
Література:
1. Брайон О.В., Чикаленко В.Г. Анатомія рослин. – К.: Вища школа, 1992. – С.117-126.
2. Красільнікова Л.О., Садовниченко Ю.О. Анатомія рослин. – Харків: Колорит, 2004. – С.99-109.
3. Нечитайло В.А., Кучерява Л.Ф. Ботаніка. Вищі рослини. – К.: Фітосоціоцентр, 2000. – С.31–34.
4. Стеблянко М.І., Гончарова К.Д., Закорко Н.Г. Ботаніка. – К.: Вища школа, 1995. – С.82-85, 100-106.
Лабораторна робота №8
Тема: Провідні тканини та судинно-волокнисті пучки.
Мета: Вивчити будову елементів провідних тканин рослин та їх комплексів.
Теоретичні питання:
1. Функції провідних тканин рослин.
2. Типи провідних елементів – трахеїди, трахеї (судини), ситоподібні трубки.
3. Будова та розвиток судин.
4. Будова та розвиток ситоподібних трубок та клітин-супутників.
5. Ксилема та флоема, як комплексні тканини.
6. Класифікація та будова судинно-волокнистих пучків.
Завдання:
1. Розглянути та замалювати ситоподібні трубки в стеблі гарбуза (Cucurbita pepo).
2. Розглянути та замалювати судини в стеблі гарбуза і папороті, трахеїди стебла сосни (Pinus sylvestris).
3. Розглянути та замалювати закритий колатеральний судинно-волокнистий пучок кукурудзи (Zea mays).
4. Розглянути та замалювати відкритий колатеральний судинно-волокнистий пучок соняшника (Helianthus annuus).
Основні відомості
Провідні тканини забезпечують рослини пластичними речовинами, водою і розчиненими в ній мінеральними солями. Їх переміщення по стеблу від коренів до листків і від листків до місць споживання та відкладання в запас відбувається по спеціалізованих тканинах. До них належать: трахеїди, трахеї, ситоподібні трубки і клітини-супутниці [2].
Трахеїди — це вузькі прозенхімні клітини із скошеними і загостреними або заокругленими кінцями. Вони виконують провідну і механічну функції. Утворюються з клітин прокамбію, оболонки їх дерев'яніють і потовщуються, внаслідок чого живий вміст поступово відмирає. Клітини стають мертвими і їх порожнини заповнюються водою. Потовщуються оболонки не суцільно; на місці непотовщених ділянок формуються облямовані пори, крізь які повільно просочується вода. За характером потовщення оболонок розрізняють такі види трахеїд: спіральні, кільчасті, драбинчасті, сітчасті та пористі.
Сформовані трахеїди досягають 1-4 мм завдовжки, а діаметр — десяті і соті частки міліметра, отже, трахеїди - одноклітинні провідні елементи, які у хвойних утворюють специфічну трахеїдальну деревину.
Трахеї, або судини — це мертві довгі трубочки, які утворилися із вертикального ряду клітин меристеми,болонки яких з часом дерев'яніють, потовщуються, в них з'являються пори. Поперечні перетинки клітин (члеників) ослизнюються, руйнуються і виникають перфорації. Поздовжній ряд сполучених члеників перетворюються в трахею (рис. 40). Повністю сформовані трахеї втрачають протопласт і їх порожнини заповнюються водою.
Оболонки трахей потовщені, але це потовщення не суцільне. На непотовщених ділянках з'являються пори, крізь які просочується вода. За характером потовщення оболонок трахеї, як і трахеїди, бувають кільчасті, спіральні, драбинчасті, сітчасті та пористі. Перші три типи трахей з'явилися раніше, вони примітивніші за своєю будовою, ніж сітчасті та пористі, які еволюційно молодші та досконаліші. Спіральні й кільчасті трахеї властиві молодим наростаючим вегетативним органам, тоді як драбинчасті, пористі, сітчасті характерні органам, в яких ріст уже припинився.
Трахеї досягають кількох сантиметрів або 1,0 – 1,5 м і навіть більше. Довгі вони у ліан, прядивних рослин.
Трахеї функціонують 1-5 років, по них переміщається вода та розчинені в ній мінеральні солі, а потім закупорюються тилами, слизями, камедями, мінеральними речовинами, мертвіють. Тили — це випинання вмісту клітин деревинної паренхіми чи серцевинних променів, які вростають крізь пори в порожнину трахеї. Тили можуть ділитися, заповнюючи всю порожнину несправжньою тканиною. Крім того, вони є місцем запасання поживних речовин.
Рис. 40. Трахеї (судини):
1 – поздовжній ряд меристем них клітин, 2 – зрілі клітини, 3 – 5 – спіральні судини, 6 – кільчасті судини, 7 – сітчасті,
8 - пористі
Трахеї та трахеїди разом з механічними і основними тканинами утворюють ксилему. Механічна тканина представлена лібриформом або деревинними волокнами. Вона зумовлює міцність деревини, високі паливні якості. Основна тканина представлена деревинною паренхімою, розміщеною навколо судин і трахеїд, і паренхімою серцевинних променів. У деревних порід стовбурна ксилема є місцем нагромадження поживних речовин. У хвойних порід ксилема складається з основної тканини і трахеїд з облямованими порами і торусом [2].
Ситоподібні трубки — це вертикальний ряд сполучених між собою трубчастих клітнн-члеників. Формуються вони з меристемної тканини; клітини подовжуються, цитоплазма з ядром і лейкопластами відтісняється центральною вакуолею до оболонки. Згодом зникає тонопласт, руйнується ядро, а лейкопласти проникають у клітинний сік. Поперечні оболонки клітин-члеників ослизнюються в окремих ділянках і продірявлюються як сито, через що їх називають ситоподібними пластинками. Вони забезпечують рівномірний потік пластичних речовин між члениками трубки. Пластичні речовини в горизонтальному напрямі переміщуються крізь бокові ситоподібні пластинки і пори, пронизані плазмодесмами.
У багатьох квіткових рослин ситоподібні трубки супроводжуються клітинами-супутницями, які виникають з материнських клітин. Внаслідок поздовжнього поділу утворюються дві клітини: одна диференціюється і стає ситоподібною трубкою, а інша — клітнною-супутницею. З ростом членика ситоподібної трубки клітина-супутннця ділиться поперечними перетинками.
Сформована клітина-супутниця має тонку целюлозну оболонку з численними порами і плазмодесмами. В протопласті є цитоплазма, ядро, мітохондрії, дрібні вакуолі.
Ситоподібні трубки на відміну від трахей живі, клітинні оболонки їх хоч і потовщуються, але залишаються целюлозними і не дерев'яніють.
Функціонують вони один вегетаційний період, а потім затягуються мозолистою речовиною — кальозою — і трубка стає недіяльною. В липи, винограду, тсуги рано навесні кальоза розсмоктується на ситоподібних пластинках і вони можуть знову функціонувати ще два-три роки.
Ситоподібні трубки і клітини-супутниці поєднуються з камбієформом, основною паренхімою і луб'яними волокнами і утворюють флоему. Основну її частину становлять ситоподібні трубки, клітини-супутниці і флоемна паренхіма (рис. 41). В деревних породах луб'яні волокна зміцнюють стебло і витримують навантаження на згинання рослини. Основна функція флоеми — це проведення пластичних речовин в низхідному напрямі до місць відкладання в запас і живлення. Одночасно вона є місцем відкладання поживних речовин [2].
Рис. 41. Поздовжній розріз флоеми:
1 – ситоподібні трубки, 2 – ситоподібні пластинки, 3 – клітини-супутниці
Провідні пучки та їх типи. Провідні пучки — це відокремлені спеціалізовані тяжі тканин, утворені провідною, основною і механічною тканинами. Їх функція проведення води і мінеральних солей від коренів до листків (висхідна течія), а пластичних речовин від листків до місць живлення і відкладання в запас (низхідна течія).
Провідні пучки виникають із тяжів прокамбію в конусі наростання. Прокамбій диференціюється на камбій, що відчленовує ксилему і флоему. Провідні пучки, в яких прошарок камбію зберігається і продовжує відтворювати елементи ксилеми і флоеми, називаються відкритими. Такі провідні пучки властиві дводольним рослинам.
Провідні пучки, в яких прокамбій повністю вичерпався на утворення ксилеми і флоеми і не продукує їх елементів, називаються закритими. Ці провідні пучки характерні для однодольних рослин.
За характером розміщення ксилеми і флоеми провідні пучки розрізняють: колатеральні, біколатеральні (рис. 42), концентричні та радіальні. Колатеральні провідні пучки — це такі, в яких ксилема і флоема розміщені поряд на одному радіусі. Через це їх називають також бокобічними. Подібні провідні пучки є в стеблах кукурудзи, гороху, жовтецю, хвилівника. Вони можуть бути відкритими й закритими.
Рис. 42. Типи провідних пучків:
А – колатеральний закритий, Б – колатеральний відкритий, В – біколатеральний, Г – радіальний,
Д – центрофлоемний, Е – центроксилемний; 1 – флоема, 2 – ксилема, 3 – камбій, 4 - склеренхіма
Провідні пучки, в яких ксилема знаходиться в центрі, а з внутрішнього і зовнішнього боків прилягає флоема, називаються біколатеральними. Вони зустрічаються в представників родини гарбузових [2].
Провідні пучки, в центрі яких розміщена ксилема, а навколо неї флоема чи навпаки, одержали назву концентричних. Ці пучки властиві кореневищам папоротей.
Провідні пучки, ксилема яких розміщується у вигляді променів, а поміж ними — флоема, називаються радіальними, або зірчастими. Вони характерні для первинної будови кореня та кореня однодольних рослин.
Провідні пучки, утворені флоемою і ксилемою, називаються повними, а тільки або з флоеми, або лише з ксилеми, — неповними, флоемними, або ксилемними. Неповні ксилемні провідні пучки характерні для листків. Проникаючи в периферійні тканини, вони тоншають і поступово втрачають елементи ксилеми і флоеми і в тонких відгалуженнях залишаються тільки окремі судини — кільчасті й спіральні.
Нарешті, розрізняють провідні пучки спеціальні, характерні для певного органа листка, і загальні, що пронизують як листок, так і стебло.
Рис. 43. Гістологічний склад ксилеми:
А – окремий елемент з поверхні, Б – поперечний зріз;
1 – членик судин з простою цілісною перфорацією; 2-3 – судини пориста спіральна; 4-6 – трахеїди: спіральна, з облямованими порами; 7 – деревинне волокно; 8 – перетинчастий лібриформ; 9 – заміняючи волокно; 10, 11 – деревинна і променева паренхіма
Хід роботи: